一種自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于故障電流限制器技術領域，特別涉及一種自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器。
【背景技術】
[0002]電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，單機和發(fā)電廠容量、變電站容量、城市和工業(yè)中心的負荷和負荷密度的增加，以及電力系統(tǒng)之間的互聯(lián)，導致現(xiàn)代大電力系統(tǒng)各級電網(wǎng)中的短路電流水平不斷增加。圍繞著負荷中心大電源的投入更加劇了短路電流水平的增長，系統(tǒng)中部分地區(qū)的短路電流已經達到甚至超過斷路器的遮斷容量，而且上升趨勢越來越明顯，已經嚴重威脅到系統(tǒng)的安全運行。一旦發(fā)生短路故障，可能會造成故障線路中相關設備燒毀，后果不堪設想。
[0003]高壓、超高壓以及特高壓遠距離輸電普遍采用同塔雙回線路進行輸電，以保證送電容量以及可靠性。而目前的故障電流限制器普遍為單回線路設計，需要在雙回線路每一回的每一相中分別安裝一個故障電流限制器，裝備的成本較高且運輸安裝麻煩。因此，充分考慮并利用好同塔雙回輸電線路的各回各相線路的電氣參數(shù)幾乎完全相同，輸電線路長度相同等特點，本發(fā)明提出一種自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器，符合電力系統(tǒng)發(fā)展需求。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器，其特征在于，該故障電流限制器為雙相三柱雙繞組結構，包括油箱1、鐵心2、氣隙3、第一繞組4、第二繞組5、第一繞組出線6、第二繞組出線7、中柱8、第一旁柱9、第二旁柱10 ;具體為鐵心
2、第一繞組4、第二繞組5通過油箱I進行封裝，第一繞組出線6與第二繞組出線7露出油箱1，第一繞組4與第二繞組5同心同匝數(shù)緊密繞制在中柱8周圍且繞向相反，第一旁柱9與第二旁柱10的中間高度處分別開有一個氣隙3，第一繞組出線6與雙回輸電線路中的一回輸電線的其中一相串聯(lián)，第二繞組出線7與雙回輸電線路中的另一回輸電線的其中一相串聯(lián)。
[0005]所述一回輸電線的其中一相與另一回輸電線的其中一相為同相。
[0006]所述鐵心2的材料為硅鋼。
[0007]所述氣隙3用來控制鐵心2的工作點，保證雙回輸電線路發(fā)生短路時鐵心2工作在相對磁導率為5000-10000的區(qū)域；同時保證雙回輸電線路正常運行時鐵心2工作在相對磁導率為1-200的區(qū)域。
[0008]所述第一繞組4、第二繞組5用來保證雙回輸電線路發(fā)生短路時在故障線路中引入大于50歐姆的電抗；同時避免雙回輸電線路正常運行時在正常線路中引入電抗。
[0009]本發(fā)明的有益效果是針對目前故障電流限制器普遍為單回線路設計，存在裝備成本高且運輸安裝麻煩的問題，提出了一種自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器；在電力系統(tǒng)正常運行時該故障電流限制器不在電力系統(tǒng)中引入電抗，能保證線路正常輸送功率的能力；當雙回輸電線路中的一回線路發(fā)生短路故障時，該故障電流限制器可以在故障線路中自動引入電抗，從而有效抑制故障線路的短路電流值，使故障線路的短路電流值在斷路器的遮斷范圍內。
【附圖說明】
[0010]圖1為一種自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器示意圖。
[0011]圖2為鐵心的磁化曲線圖。
[0012]圖中標號:1_油箱、2-鐵心、3-氣隙、4-第一繞組、5-第二繞組、6-第一繞組出線、
7-第二繞組出線、8-中柱、9-第一旁柱、10-第二旁柱。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明提出一種自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器，下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作詳細說明。
[0014]圖1所示為一種自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器示意圖，該故障電流限制器為雙相三柱雙繞組結構，包括油箱1、鐵心2、氣隙3、第一繞組4、第二繞組5、第一繞組出線6、第二繞組出線7、中柱8、第一旁柱9、第二旁柱10 ;具體為鐵心2、第一繞組4、第二繞組5通過油箱I進行封裝，第一繞組出線6與第二繞組出線7露出油箱I，第一繞組4與第二繞組5同心同匝數(shù)緊密繞制在中柱8周圍且繞向相反，第一旁柱9與第二旁柱10的中間高度處分別開有一個氣隙3，第一繞組出線6與雙回輸電線路中的一回輸電線的其中一相串聯(lián)，第二繞組出線7與雙回輸電線路中的另一回輸電線的其中一相串聯(lián)。
[0015]其中，所述一回輸電線的其中一相與另一回輸電線的其中一相為同相。
[0016]其中，所述鐵心2的材料為硅鋼。
[0017]其中，所述氣隙3用來控制鐵心2的工作點，保證雙回輸電線路發(fā)生短路時鐵心2工作在相對磁導率為5000-10000的區(qū)域；同時保證雙回輸電線路正常運行時鐵心2工作在相對磁導率為1-200的區(qū)域。
[0018]其中，所述第一繞組4、第二繞組5用來保證雙回輸電線路發(fā)生短路時在故障線路中引入大于50歐姆的電抗；同時避免雙回輸電線路正常運行時在正常線路中引入電抗。
[0019]圖2為鐵心的磁化曲線圖；若雙回輸電線路中一回輸電線的三相分別為ApBpC1,雙回輸電線路中另一回輸電線的三相分別為A2、B2, C2;在A 1與A 2、B 2、(^與C 2中分別單獨安裝本發(fā)明提出的自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器。
[0020]雙回輸電線路正常運行時，若雙回輸電線路的電氣參數(shù)完全相同且輸電線路長度完全相等，則第一繞組中的電流I1與第二繞組中的電流i 2完全相等，由于第一繞組與第二繞組同心同匝數(shù)反向繞制，故第一繞組與第二繞組產生的總磁動勢F = Ni1-Ni2= O (N為繞組匝數(shù))，此時鐵心工作點在ο點上，第一繞組與第二繞組的電抗值均為零；考慮實際雙回輸電線路的電氣參數(shù)可能存在略微不同，第一繞組中的電流^與第二繞組中的電流i 2不完全相等但近似相等，此時兩個繞組產生的總磁動勢F = Ni1-Ni2- 0，由于氣隙的存在，鐵心的工作點在o-a之間，鐵心的磁導率較小，兩個繞組的電抗均接近于零。即正常運行時不會在雙回輸電線路里引入電抗。
[0021]當一回輸電線路發(fā)生單相短路故障時，例如仏短路接地，則與A1連接的第一繞組中的電流I1大于與A2連接的第二繞組中的電流i 2，兩個繞組產生的總磁動勢F =Ni1-Ni2n 0，此時鐵心中的磁場方向與h方向相同，由于氣隙的存在，鐵心的工作點不會進入飽和區(qū)b-c而將處于a-b之間，故障輸電線路中第一繞組的電抗值也相應增大，從而抑制短路電流，將短路電流的峰值限制在斷路器遮斷范圍內。對于非故障輸電線路，由于i2方向與鐵心中的磁場方向相反，故該磁場會在第二繞組上感應出與非故障輸電線路電壓方向相同的電動勢，因而會一定程度上增大非故障線路的電流。當故障輸電線路被斷路器切開后，只有與A2連接的第二繞組中有電流。當故障排除后重新投切斷路器，兩回輸電線路中的電流又會很快回到相同值，第一繞組與第二繞組中的磁動勢回到相互抵消狀態(tài)，雙回輸電線路進入正常運行狀態(tài)。
[0022]當一回輸電線路發(fā)生兩相短路故障時，例如A1, B1發(fā)生兩相短路故障，與A1連接的第一繞組中的電流、與B1連接的第一繞組中的電流分別增大，從而引起與A1連接的第一繞組和與^連接的第二繞組、與B i連接的第一繞組和與B 2連接的第二繞組中的磁動勢均不平衡，進而使仏與A 2、B 2間連接的兩臺故障電流限制器中鐵心的工作點均變到a-b之間，與4連接的第一繞組的電抗值和與B 1連接的第一繞組的電抗值均相應增大，從而抑制短路電流，將短路電流的峰值限制在斷路器遮斷范圍內。故障切除和恢復過程同發(fā)生單相短路故障時。
[0023]當一回輸電線路發(fā)生三相短路故障時，例如A1, B1, C1發(fā)生三相短路故障，與A 1連接的第一繞組中的電流、與B1連接的第一繞組中的電流、與C1連接的第一繞組中的電流分別增大，從而引起與A1連接的第一繞組和與A2連接的第二繞組、與B i連接的第一繞組和與82連接的第二繞組、與C i連接的第一繞組和與C 2連接的第二繞組中的磁動勢均不平衡，進而使Ag A 2為與B 2、(^與C 2間連接的三臺故障電流限制器中鐵心的工作點均變到a-b之間，與A1連接的第一繞組的電抗值、與B i連接的第一繞組的電抗值、與C 1連接的第一繞組的電抗值均相應增大，從而抑制短路電流，將短路電流的峰值限制在斷路器遮斷范圍內。故障切除和恢復過程同發(fā)生單相短路故障時。
[0024]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器，其特征在于，該故障電流限制器為雙相三柱雙繞組結構，包括油箱(I)、鐵心(2)、氣隙(3)、第一繞組(4)、第二繞組(5)、第一繞組出線￠)、第二繞組出線(7)、中柱(8)、第一旁柱(9)、第二旁柱(10);具體為鐵心(2)、第一繞組(4)、第二繞組(5)通過油箱(I)進行封裝，第一繞組出線(6)與第二繞組出線(7)露出油箱(I)，第一繞組⑷與第二繞組(5)同心同匝數(shù)緊密繞制在中柱⑶周圍且繞向相反，第一旁柱(9)與第二旁柱(10)的中間高度處分別開有一個氣隙(3)，第一繞組出線(6)與雙回輸電線路中的一回輸電線的其中一相串聯(lián)，第二繞組出線(7)與雙回輸電線路中的另一回輸電線的其中一相串聯(lián)。2.根據(jù)權利要求1所述一種自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器，其特征在于，所述一回輸電線的其中一相與另一回輸電線的其中一相為同相。3.根據(jù)權利要求1所述一種自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器，其特征在于，所述鐵心(2)的材料為硅鋼。4.根據(jù)權利要求1所述一種自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器，其特征在于，所述氣隙(3)用來控制鐵心(2)的工作點，保證雙回輸電線路發(fā)生短路時鐵心(2)工作在相對磁導率為5000-10000的區(qū)域；同時保證雙回輸電線路正常運行時鐵心(2)工作在相對磁導率為1-200的區(qū)域。5.根據(jù)權利要求1所述一種自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器，其特征在于，所述第一繞組(4)、第二繞組(5)用來保證雙回輸電線路發(fā)生短路時在故障線路中引入大于50歐姆的電抗；同時避免雙回輸電線路正常運行時在正常線路中引入電抗。
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于故障電流限制器技術領域的一種自增電抗型同塔雙回輸電線路故障電流限制器。該故障電流限制器為雙相三柱雙繞組結構；鐵心、第一繞組、第二繞組通過油箱進行封裝；第一繞組與第二繞組同心同匝數(shù)緊密繞制在中柱周圍且繞向相反，第一旁柱與第二旁柱的中間高度處分別開有一個氣隙；第一繞組出線與雙回輸電線路中的一回輸電線的其中一相串聯(lián)，第二繞組出線與雙回輸電線路中的另一回輸電線的其中一相串聯(lián)，所述一回輸電線的其中一相與另一回輸電線的其中一相為同相。雙回輸電線路正常運行時，不在正常線路中引入電抗；發(fā)生短路故障時，故障電流限制器在故障線路中引入大電抗，使短路電流值在斷路器的遮斷范圍內，限流作用明顯。
【IPC分類】H02H9/02
【公開號】CN105207190
【申請?zhí)枴緾N201510659085
【發(fā)明人】李磊, 李琳
【申請人】華北電力大學
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月12日